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Die
Erfindung betrifft einen Verbinder für eine hydraulische Druckleitung
eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, wobei der Verbinder eine
an einem Leitungsende der Druckleitung ausgebildete Außendurchmesservergrößerung,
ein Anschlussteil zur Herstellung einer flüssigkeitsleitenden Verbindung mit
dem Leitungsende, wobei das Anschlussteil einen Aufnahmebereich
zur Aufnahme der Außendurchmesservergrößerung des
Leitungsendes aufweist, und ein Klemmteil zum Einspannen der Außendurchmesservergrößerung in
dem Aufnahmebereich umfasst.
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Ein
hydraulisches Lenksystem betrifft im Allgemeinen solche Lenksysteme
mit und ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und wenigstens
einem gelenktem Rad, bei dem die von einer Pumpe erzeugte hydraulische
Kraft über
einen Hydraulikzylinder auf die Spurstange in Abhängigkeit der
Lenkbewegung des Steuerrades eingeleitet wird. Bei einem hydraulischen
Lenksystem eines Kraftfahrzeugs besteht generell die Notwendigkeit,
eine hydraulische flüssigkeitsführende Leitung
mit einem gegebenen Querschnitt flüssigkeitsdicht mit einem Anschlussteil
zu verbinden, um dadurch beispielsweise eine flüssigkeitsleitende Verbindung
zwischen der Pumpe und dem Hydraulikzylinder herzustellen. Es ist
bekannt, ein Leitungsende, das mit einer Bördelung versehen ist, mittels
einer Überwurfmutter oder
einem Ringstutzen und Hohlschraube flüssigkeitsdicht mit einem lenkgehäuseseitigen
Anschlussteil zu verbinden. Zur Erzielung einer flüssigkeitsdichten
Verbindung ist beispielsweise ein Dichtkegel oder ist einer oder
mehrere Flachdichtringe vorgesehen. Diese Verbindungen weisen den
Nachteil, auf, dass die Montage vergleichsweise zeitaufwendig ist
und die Verbindung vergleichsweise voluminös ausfällt und bei der Herstellung
das Anschlussteil aufwendig mit einem Gewinde versehen werden muss.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Verbinder
einer Druckleitung eines Lenksystems mit vermindertem Herstellungsaufwand
und Kosten bereitzustellen, der ferner bei Erhalt seiner abdichtenden
Wirkung sehr kompakt ausfällt.
Diese Aufgabe löst
ein Verbinder des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
jeweils Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
Ein vorteilhaftes, weil schnelles, Verbindungsverfahren ist Gegenstand
des nebengeordneten Verfahrens. Es ist darauf hinzuweisen, dass
die in den Patentansprüchen
einzeln aufgeführten
Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander
kombiniert werden können
und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung,
insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und
spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Der
erfindungsgemäße Verbinder
ist für
eine hydraulische Druckleitung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs
vorgesehen. Typischerweise werden Druckleitungen bei einem Lenksystems
verwendet, um mittels einer mit Druck beaufschlagten Flüssigkeit oder Öl die Lenkbewegung
beispielsweise über
eine Zahnstange zu unterstützen.
Beispielsweise ist innerhalb des hydraulischen Bereichs die verschiebbar gelagerte
Zahnstange mit einem Kolbenelement starr verbunden, wobei das Kolbenelement
je eine Zylinderkammer in dem hydraulischen Bereich des Zahnstangengehäuses definiert.
Bei Verdrehung des Lenkrads des Fahrzeugs wird ein Steuerventil
betätigt,
so dass die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit in jeweils eine der
Zylinderkammern einströmt,
wodurch sich der Kolben und somit die Zahnstange im Zylinder verschiebt.
Die Verschiebung des Kolbens aufgrund der Flüssigkeit dient als Kraftverstärkung für die Zahnstangen-
und damit für
die Lenkbewegung. Zu diesem Zweck sind das Steuerventil und das
Zahnstangengehäuse über Druckleitungen
miteinander verbunden, so dass je nach Drehrichtung des Lenkrads
die eine oder andere Zylinderkammer mittels der Flüssigkeit
mit Druck beaufschlagt werden kann oder der Druck abgelassen werden
kann. Ohne darauf beschränkt
zu sein, wird der erfindungsgemäße Verbinder
beispielsweise zu Herstellung einer flüssigkeitsleitenden Verbindung
der Druckleitung mit dem Zahnstangengehäuse oder dem Steuerventil verwendet.
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Der
erfindungsgemäße Verbinder
umfasst eine an einem Leitungsende der Druckleitung ausgebildete
Außendurchmesservergrößerung,
d. h. eine in Radialrichtung ausgebildete Verdickung. Der Verbinder
umfasst ferner ein Anschlussteil zur Herstellung einer flüssigkeitsleitenden
Verbindung mit dem Leitungsende als dessen Gegenstück. Das
Anschlussteil umfasst ferner einen Aufnahmebereich zur Aufnahme
der Außendurchmesservergrößerung des
Leitungsendes. Zum Einspannen der Außendurchmesservergrößerung in
dem Aufnahmebereich ist ferner ein Klemmteil vorgesehen. Der erfindungsgemäße Verbinder
zeichnet sich ferner dadurch aus, dass das Klemmteil und das Anschlussteil
mittels einer Bajonettverbindung lösbar verbunden sind.
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Unter
Bajonettverbindungen im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine
Verbindung verstanden, bei der eine formschlüssige Verbindung durch eine
translatorische Bewegung einerseits und eine rotatorische Bewegung
andererseits erreicht wird, typischerweise wird zum Verbinden zunächst die
translatorische, beispielsweise die Einsteckbewegung vom Klemmteil
in den Aufnahmebereich des Anschlussteils, erfolgen, wonach zum
Verriegeln die rotatorische Bewegung, nämlich das Drehen des Klemmteils
erfolgt. Das Lösen
der Verbindung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Die rotatorische
Bewegung beschränkt
sich dabei im Allgemeinen auf eine Drehung, die weniger als 360°, bevorzugt
weniger als 180°,
noch bevorzugter weniger oder gleich 90° umfasst.
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Das
erfindungsgemäße Vorsehen
der Bajonettverbindung weist den Vorteil auf, dass die Verbindung
vergleichsweise kompakt ausfällt,
da beispielsweise kein Gewindegang vorgesehen werden muss, und die
Montage, das heißt
die Herstellung der Verbindung, erfolgt vergleichsweise schnell.
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Ferner
können
Biegeradien der flüssigkeitsführenden
Druckleitungen enger zum Gehäuse
hin ausgeführt/-gebildet
werden, da im Falle einer Überwurfmutter-Verbindung die Überwurfmutter
entfallen kann und ebenso kein Platz für das Schrauberwerkzeug vorgehalten
werden muss.
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Der
Verbinder kann bei einer Ausgestaltung zur Verbindung mehrerer Druckleitungen
vorgesehen sein, das heißt
das zugehörige
und erfindungsgemäß vorgesehene
Anschlussteil ist seinerseits an einem Leitungsende vorgesehen.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist das Anschlussteil an einem Gehäuse des Lenksystems ausgebildet,
beispielsweise an dem Zahnstangengehäuse und/oder einem Gehäuse des
Steuerventils. Das Anschlussteil kann seinerseits durch Befestigungsmittel
mit dem Gehäuse
verbunden sein
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Bevorzugt
ist das Anschlussteil einstückig mit
dem Gehäuse
verbunden, bevorzugt ist das Anschlussteil mit dem verschweißt. Beispielsweise
ist das Anschlussteil aus Stahl hergestellt. Am Anbringungsort des
Anschlussteils kann eine Aufnahme am Gehäuse ausgebildet sein, beispielsweise
ist ein Anguss an dem im Gussverfahren hergestellten Gehäuse vorgesehen.
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Die
Außendurchmesservergrößerung kann durch
einen sich in Radialrichtung erstreckenden Flansch am Leitungsende
gebildet sein. Die Außendurchmesservergrößerung ist
in einer Ausgestaltung eine in Umfangsrichtung umlaufende Verdickung
des Leitungsendes. Unter Verringerung der Herstellungskosten wird
die Außendurchmesservergrößerung durch
eine Querschnittsaufweitung des Leitungsendes ausgebildet. Beispielsweise
wird diese Querschnittsaufweitung durch Bördeln erreicht.
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Die
Dichtwirkung wird in einer einfachen Ausgestaltung durch eine Presspassungunmittelbar zwischen
dem Anschlussteil und dem Leitungsende erreicht. Gemäßeiner weiteren
bevorzugten Ausgestaltung und zur Steigerung der Dichtwirkung umfasst
der Verbinder ferner wenigstens eine zusätzliche Dichtung, die beispielsweise
zwischen dem Leitungsende und dem Anschlussteil angeordnet ist. Bevorzugt
ist die Dichtung als Dichtungsring ausgebildet. Auch ist die Verwendung
eines alternativen Dichtungsmittel, zum Beispiel einer Dichtungspaste vorteilhaft.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Dichtung, die
aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Gummimaterial,
ist, zwischen der Außendurchmesservergrößerung und der
den Aufnahmebereich in Einführrichtung
des Leitungsendes definierenden Stirnfläche des Anschlussteils angeordnet
und wird komprimiert. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine besonders
effektive Dichtwirkung erreicht wird. Ferner sorgt diese Anordnung
dafür,
dass aufgrund der senkrecht zur Einsetz- bzw. Einführrichtung
wirkenden elastischen Rückstellwirkung
der Dichtung das Klemmteil durch die wirkende Reibung gegen Verdrehen
und damit Lösen der
Bajonettverbindung gesichert wird.
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Bevorzugt
ist das Klemmteil so ausgebildet, dass es in dem Aufnahmebereich
aufgenommen wird, um eine lösbare
Bajonettverbindung mit dem Klemmteil auszubilden. Durch die Aufnahme
des Klemmteils im Aufnahmebereich kann das Klemmteil vor unbeabsichtigtem
Verdrehen und damit Lösen der
Bajonettverbindung geschützt
werden.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbinders ist die Bajonettverbindung
zwischen dem Klemmteil und dem Anschlussteil so ausgebildet, dass
mit Drehen des Klemmteils das Leitungsende in den Aufnahmebereich
gepresst wird. Beispielsweise ist das Klemmteil und/oder das Anschlussteil
mit einer oder mehreren Rampen versehen, die bei Verdrehen des Klemmteils
gegenüber dem
Anschlussteil so zusammenwirken, dass über das Klemmteil das Leitungsende
in den Aufnahmebereich gepresst wird. Zusätzlich sind gemäß einer weiteren
Ausgestaltung Verriegelungsmittel, wie eine oder mehrere Rastnasen,
vorgesehen.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein hydraulisches Lenksystem für ein Kraftfahrzeug,
das sich durch einen Verbinder gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen
auszeichnet. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit
dem zuvor erwähnten
erfindungsgemäßen hydraulischen
Lenksystem.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Verbindung einer hydraulischen
Druckleitung mit einem Lenkgehäuse
eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren weist einen
Einführschritt auf,
bei dem eine an einem Leitungsende der Druckleitung ausgebildete
Außendurchmesservergrößerung in
ein Anschlussteil zur Herstellung einer flüssigkeitsleitenden Verbindung
mit dem Leitungsende, das einen Aufnahmebereich zur Aufnahme der
Außendurchmesservergrößerung des
Leitungsendes aufweist, eingeführt
wird.
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Das
Verfahren ist durch einen Verbindungsschritt gekennzeichnet, bei
dem ein Klemmteil zum Einspannen der Außendurchmesservergrößerung in dem
Aufnahmebereich und zur Herstellung einer lösbaren Bajonettverbindung des
Leitungsendes mit dem Anschlussteil in den Aufnahmebereich eingesetzt
und verdreht wird. Durch erfindungsgemäße Herstellung einer Bajonettverbindung,
also translatorisches Einführen
und rotatorisches Verriegeln, kann die flüssigkeitsleitende Verbindung
leicht und schnell hergestellt werden, die Montagezeiten und damit
die Montagekosten können
verringert werden.
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Die
Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand
der Figuren näher
erläutert.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte
Ausführungsvarianten
der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Es zeigen schematisch:
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1:
eine seitliche Schnittansicht des erfindungsgemäßen Verbinders 1,
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2:
eine Aufsicht des erfindungsgemäßen Verbinders 1 im
Zustand vor Herstellung der Verbindung;
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3:
eine Aufsicht des erfindungsgemäßen Verbinders 1 im
Zustand nach Herstellung der Verbindung.
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Der
in den 1 bis 3 gezeigte, erfindungsgemäße Verbinder 1 dient
der Herstellung einer flüssigkeitsleitenden
Verbindung zwischen Komponenten eines Lenksystems, wobei ein Leitungskanal
einer Leitung 13 mit einer Durchtrittsöffnung 12 in einem
Gehäuse 16 des
Lenksystems verbunden wird. Der Verbinder 1 umfasst ein
Anschlussteil 2 mit einem Aufnahmebereich 3. In
dem Aufnahmebereich 2 ist das mit einer Außendurchmesservergrößerung 5 versehene
Leitungsende 15 einzuführen. 1 zeigt
den eingeführten
Zustand. Das Anschlussteil 2 ist mit dem Gehäuse 16 verschweißt. Alternativ
besteht die Möglichkeit
das Anschlussteil 2 als Anguss 14 an einem im
Gußverfahren
hergestellten Gehäuse vorzusehen
und anschließlich
den Aufnahmebereich 3 maschinell herzustellen.
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Zur
Erzielung einer flüssigkeitsdichten
Verbindung zwischen dem Leitungsende 15 und dem Anschlussteil 2 ist
bei dem Verbinder 1 ein Klemmteil 4 vorgesehen.
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Dieses
Klemmteil 4 ist über
eine Bajonettverbindung mit dem Anschlussteil 2 verbunden.
Angrenzend an die den Aufnahmebereich 3 in Einführrichtung
des Leitungsendes 15 begrenzende Stirnfläche 17 ist
ein Dichtring 6 aus einem elastischen Material angeordnet.
Die Bajonettverbindung sorgt dafür, dass
das Leitungsende 15 bzw. die Außendurchmesservergrößerung 5 in
Einführrichtung
auf den Dichtring 6 gepresst wird und diesen zur Erzielung
einer effektiven Dichtwirkung komprimiert. Die Bajonettverbindung
wird dadurch erreicht, dass das Klemmteil 4 mit seinen
Fortsätzen 9, 10 durch
eine translatorische Einsetzbewegung und eine folgende rotatorische
Bewegung so angeordnet wird, dass die Fortsätze 9, 10 von
den Auskragungen 18, 19 des Anschlussteils 2 übergriffen
werden und so das Klemmteil 4 entgegen der Einsetzrichtung
verriegeln. Aus der 2, die die Anordnung des Klemmteils 4 vor der
Montage zeigt, ist ersichtlich, dass zur Durchführung der translatorischen
Bewegung, d. h. zur Einführung
des Klemmteils 4 in den Aufnahmebereich 3, das
Klemmteil 4 so ausgerichtet werden muss, dass dessen Fortsätze 9, 10 mit
den Zwischenräumen 7 und 8 zwischen
den Auskragungen 18, 19 des Anschlussteils 2 zur
Deckung gebracht sind. In dieser Stellung kann durch translatorische
Bewegung, d. h. Einsetzen, das Klemmteil 4 in den Aufnahmebereich 3 eingeführt und
durch rotatorische Drehung des Klemmteils 4 dessen Fortsätze 9, 10 so
angeordnet werden, dass die Auskragungen 18, 19 die
Fortsätze 9, 10 übergreifen
und die Bajonettverbindung zwischen Klemmteil 4 und Anschlussteil 2 hergestellt
ist. Das Lösen
erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge.
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Das
Klemmteil 4 erzeugt durch Verdrehen eine Vorspannung auf
den Dichtring 6 (z. B. über
eine Schräge).
Beim Zusammenfügen
in axialer Richtung wird der Dichtring 6 komprimiert und
mit Klemmteil 4 nach Verdrehen unter Vorspannung gehalten